[汽車之家 技術(shù)] 在今年成都車展上，愛(ài)馳汽車的首款產(chǎn)品--愛(ài)馳U5(參數(shù)|詢價(jià))亮相并公布了預(yù)售價(jià)格。不過(guò)今天，我們并不是來(lái)為大家介紹這款SUV的，而是來(lái)和大家聊聊愛(ài)馳汽車正在積極推進(jìn)，并即將搭載在愛(ài)馳U5底盤(pán)上的甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)。

　　2018年，我國(guó)原油對(duì)外依存度高達(dá)70%，天然氣對(duì)外依存度超過(guò)4成，通過(guò)多種能源動(dòng)力技術(shù)路徑的對(duì)比和分析，愛(ài)馳汽車認(rèn)為氫燃料電池是目前能夠完全擺脫石油依賴的選擇，其清潔度高、環(huán)境適應(yīng)性好，燃料加注時(shí)間短，都是氫燃料電池系統(tǒng)的特點(diǎn)。但是氫燃料電池系統(tǒng)的缺點(diǎn)也很明顯，那就是成本高昂，安全性能不穩(wěn)定，再加上基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本也非常昂貴，很難在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的普及和應(yīng)用。

　　今年3月，工信部等八部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于在部分地區(qū)開(kāi)展甲醇汽車應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)》，將推動(dòng)我國(guó)汽車工業(yè)由動(dòng)力多元化向燃料多元化的轉(zhuǎn)變，就在近日于上海舉行的第二屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)期間，愛(ài)馳汽車也帶來(lái)了目前已搭載于旗下電動(dòng)跑車——Gumpert Nathalie，并即將搭載在愛(ài)馳U5底盤(pán)上的甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)。

『Gumpert Nathalie在本屆進(jìn)博會(huì)上國(guó)內(nèi)首發(fā)』

　　我國(guó)能源結(jié)構(gòu)以煤炭為主，其中40%以上是高硫劣質(zhì)煤，不適宜直接用作發(fā)電或制造燃料，但可用于生產(chǎn)甲醇。甲醇的制造成本低，在充分燃燒的情況下只生成水和二氧化碳，無(wú)其他氮氧化物，這些都是甲醇內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢(shì)所在。但甲醇的化學(xué)性質(zhì)，比如對(duì)有色金屬有腐蝕性，對(duì)橡膠件也有溶脹作用，這些也都制約了甲醇內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展。另外也不能忘了甲醇內(nèi)燃機(jī)的冷啟動(dòng)問(wèn)題，所以甲醇用于汽車也多以與汽油混合的形式。

　　 有朋友可能會(huì)覺(jué)得糊涂：不是注重氫燃料電池系統(tǒng)嗎？為何又牽扯到甲醇燃料上了？其實(shí)兩者并不矛盾。愛(ài)馳認(rèn)為通過(guò)制造成本更低且環(huán)保的甲醇，而后再“制氫”，這樣的思路可以將兩種能源的優(yōu)勢(shì)充分利用起來(lái)，并盡可能避免兩種能源的劣勢(shì)：甲醇便于儲(chǔ)存運(yùn)輸，氫氣“即產(chǎn)即用”，系統(tǒng)無(wú)高溫高壓，運(yùn)行更加安全可靠。

甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)視頻：

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　　愛(ài)馳的這套甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)，集成了燃料電池電堆（Fuel Cell Stack）、甲醇重整器（Reformer）與能量管理系統(tǒng)（PMS）等模塊，甲醇水混合液在重整器內(nèi)被轉(zhuǎn)化為富氫重整氣，重整氣進(jìn)入燃料電池電堆后，其中的氫氣在陽(yáng)極的催化劑表面形成質(zhì)子和電子，質(zhì)子透過(guò)質(zhì)子膜，電子從外電路進(jìn)入陰極，在陰極的催化劑表面，質(zhì)子、電子與氧氣結(jié)合生成水蒸汽，流經(jīng)外電路的電子形成電流，向外部供應(yīng)電力。

　　目前，愛(ài)馳汽車能將甲醇水混合液重整為富氫重整氣的效率（也就是重整器的效率）做到超過(guò)90%，之后第二步，也就是將氫氣轉(zhuǎn)化為電能的效率（燃料電池效率）為60%左右，以甲醇高熱值計(jì)算，整套系統(tǒng)的甲醇轉(zhuǎn)換能效可達(dá)45%以上。

　　簡(jiǎn)單舉例計(jì)算一下，通過(guò)這套甲醇重整制氫燃料電池系統(tǒng)，可將40L甲醇轉(zhuǎn)化為100kWh的電，以目前純電動(dòng)汽車百公里20-25kWh的耗電量來(lái)算，40L的甲醇可以支持一臺(tái)車跑400-500km，1L甲醇的價(jià)格只有2元多一些，合下來(lái)每公里的“醇費(fèi)”也就2角左右，價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯。另外，加注甲醇與傳統(tǒng)燃油車加注燃油的差異不大，只需恰當(dāng)改造加油站即可，據(jù)愛(ài)馳汽車給出的資料，甲醇加注站的改建費(fèi)用僅7-15萬(wàn)元人民幣。

　　所以相比傳統(tǒng)燃油車，甲醇重整制氫燃料電池車擁有更低的燃料使用成本，相比純電動(dòng)汽車擁有更加便捷迅速的補(bǔ)能過(guò)程，而相比氫動(dòng)力汽車，甲醇的儲(chǔ)能及運(yùn)輸都要優(yōu)于氫氣，甲醇加注站的建設(shè)或改建費(fèi)用也遠(yuǎn)低于加氫站。

　　同樣是在第二屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)期間，愛(ài)馳汽車與山西高平市人民政府簽署了合作協(xié)議。未來(lái)愛(ài)馳汽車將在山西高平建設(shè)甲醇制氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)制造基地，雙方將共同發(fā)力甲醇?xì)淙剂想姵丶夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)化落地，進(jìn)一步推進(jìn)智能制造和能源經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。而就在半個(gè)多月前，愛(ài)馳與新疆克拉瑪依市政府還就甲醇新能源項(xiàng)目洽談，計(jì)劃共同推進(jìn)甲醇制氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)研發(fā)制造項(xiàng)目落地。

　　說(shuō)了這么多甲醇制氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，咱們?cè)賮?lái)看看這套系統(tǒng)尚需完善的地方：由于通過(guò)甲醇制氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)將甲醇轉(zhuǎn)化為電能需要兩個(gè)步驟，也就是甲醇--氫氣--電能，所以整個(gè)系統(tǒng)相較燃油車及純電動(dòng)汽車的動(dòng)力系統(tǒng)更加復(fù)雜，如何能夠在一臺(tái)家用車上做好整套系統(tǒng)的布局、系統(tǒng)控制邏輯策略及重量控制，是需要解決的關(guān)鍵。

　　此外，因?yàn)榧状贾茪淙剂想姵貏?dòng)力系統(tǒng)所產(chǎn)生的氫氣“即產(chǎn)即用”，不會(huì)有額外的儲(chǔ)氫裝置，所以還需要一套控制系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)甲醇轉(zhuǎn)換成氫氣，氫氣再轉(zhuǎn)化為電能的動(dòng)態(tài)調(diào)控。

編輯點(diǎn)評(píng)：

　　車輛的電動(dòng)化是未來(lái)的趨勢(shì)，但電能的來(lái)源方式，一定是多元化且可再生的。甲醇屬于煉油的副產(chǎn)物，生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，當(dāng)前我國(guó)已是全球最大的甲醇生產(chǎn)國(guó)，充分利用甲醇資源，也符合擺脫化石燃料依賴的國(guó)家戰(zhàn)略。愛(ài)馳汽車計(jì)劃將在明年推出搭載甲醇制氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的樣車，隨后于2021年推出商用車，讓我們拭目以待。（圖/攝影 汽車之家 朱力神 文/汽車之家 周尤）

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